文／謝璦竹
圖片提供／吳健鑫

人工智慧（AI）愈來愈聰明，可以代替人類做很多工作，如果你覺得聊天軟體ChatGPT已經非常驚豔，那麼量子電腦與量子科技將徹底推翻你對電腦的想像：被喻為「一股自然力量」的量子電腦，可以解決傳統電腦就算花上萬年都解不了的難題。

科學界表示，從傳統電腦到量子電腦，代表著科技的典範轉移。IBM的量子電腦已經賣出了好幾台。第一個購買IBM量子電腦技術的私營機構是克里夫蘭醫學中心（Cleveland Clinic），IBM將在中心內替克里夫蘭建造名為「探索加速器」的量子電腦，用來研發新藥或疫苗。

中國大陸則在量子保密通訊上有突破性發展，已發射墨子號衛星，可進行量子密鑰分發。由於量子糾纏的特性，量子通訊不可能被駭客破解。

量子力學基礎教育上路

在各界疾呼下，科技部（後改制為國科會）、經濟部、中研院已共同成立量子國家隊，選定台南沙崙科學園區，設立中研院量子科研基地。

台北市教育局也開發出第一套專為高中職學生設計的量子電腦教材，分為數學、物理及資訊3大篇章，台大物理系特聘教授、前台大IBM量子電腦中心主任張慶瑞，以及淡江大學管理科學系助理教授吳健鑫等學界專家參與編撰。

量子電腦為何威力如此強大？目前世界上的超級電腦，不管算力多強，其運算基本上是線性的，也就是要一個一個計算；如果要加快速度或增加處理內容，電腦就會愈來愈大台，需要極大的空間來置放，耗電也非常驚人，甚至可能需要一座電廠來供應。

更嚴峻的是，半導體的摩爾定律已經逼近極限，積體電路上擺放的電晶體數量很難無限增加下去。而無限奈米化的結果，宏觀世界的物理原則也將不再適用，而進入到微觀物理的量子力學領域。

什麼是量子　量子糾纏與量子疊加

在我們生活的宏觀世界中，物理原則是清晰的機械因果論，完全按照牛頓力學運動，然而，當深入探究分子、甚至原子內部的運動時，卻發現牛頓力學不再適用，例如，原子核外圍的電子運行，完全無法預測，而有所謂「海森堡測不準原理」。

電子並不是像行星繞行恆星那樣，以一定的規律圍繞原子核，相反地，物理學家發現，電子在原子核外的軌域中以機率波出現，其位置與動量無法同時確定。對此不能被客觀測量的結果，相對論作者愛因斯坦一度難以接受，曾評論：「上帝不會擲骰子。」

量子力學今日已確立為一個嶄新學門，且以量子力學為基礎的相關應用也漸漸萌芽，包括量子電腦與量子通訊等，量子力學的時代重磅降臨。

什麼是量子？張慶瑞說，中文將quantum翻譯為量子，很多人可能會誤以為量子是一種粒子，其實量子指的是「能階」。

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